Skip to main content
SUPERVISOR
مرتضی صادقی (استاد راهنما) مهدی پورافشاری چنار (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Talakesh
محمدمهدی طلاکش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
and soft segments decreased and chain mobility has been restricted, resulting in the increase in glass-transition temperature of the soft segment, by content of the PEG in polyurethane structure. It is due to the more population of ether group in PEG in comparison to PTMG to connect to N-H groups in hard segments via hydrogen bonding. The permeability of N 2 , O 2 , CH 4 and CO 2 were determined using constant pressure method at the different pressure and temperature. The results of gas permeation experiments represented that by increasing the ether group content in polymer structure, permeability of the pure gases decreased and selectivity increased. The glassy behaviour was observed with increasing pressure and the content of ether groups in polymer structure. For example at PU100 (containing 100 %wt of PEG in soft segment), by increasing pressure, permeability of pure gases decrease but the selectivities increase. The results indicated that the permeability of CO 2 and CH 4 in PU0 (containing 100 %wt of PTMG in soft segment) is 132.52 and 16.24 barrer that decrease to 20.26 and 0.64 barrer in PU100, respectively. Polyurethane-silica nanocomposite membranes were prepared by thermal phase inversion method. The prepared polyurethane-silica membranes were characterized by using FT-IR and SEM. The obtained SEM micrographs and FT-IR spectras confirmed that the silica nanoparticles distributed in polymer matrix homogenously. Gas permeation properties of polyurethane-silica nanocomposite membranes with silica content of 5, 10 and 30 %wt was studied for pure gases at 10 bar pressure and at 25°C. The obtained results showed the reduction in permeability of all gases in PU0 and PU75 (containing PEG/PTMG ratio of 3 in soft segment) based nanocomposite membranes, but the increment in CO 2 /N 2 , CO 2 /CH 4 and O 2 /N 2 selectivities by increasing the content of silica nanoparticles in them. In PU100 based nanocomposite membrane, permeability of all gases increased but the selectivity decreased. The reduction of selectivity is due to increasing nano gaps around the silica nanoparticles. On the other hand, pure polymer was saturated by ether groups that even the presence of ether groups of the silica nanoparticles no effect on the increasing selectivity and thus the selectivity decreases. The permeability of condensable gases in comparison to non-condensable ones more increase by increasing the silica content in polymer structure. Hence, the selectivity of condensable gases in polyurethane considerably decreased. In PU100 based nanocomposite membrane, permeability of CO 2 and N 2 was increased from 20.26 and 0.22 barrer to 50.10 and 0.72 barrer, respectively, by increasing of the silica nanoparticles from 0 to 30 wt%.
فناوری غشایی یکی از روش‌هایی است که در سال‌های اخیر به ‌دلیل مصرف انرژی کمتر و اطمینان عملکردی بالاتر و همچنین نیاز به فضا و هزینه اولیه کمتر، از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در این میان غشاهای پلیمری گزینش ‌پذیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از کاربردهای مهم و رو به رشد این فرایند، جداسازی دی‌اکسیدکربن از گاز طبیعی می باشد. بر اساس پژوهش های صورت گرفته مشخص شد که پلیمرهای لاستیکی نظیر پلی‌یورتان ها در جداسازی گاز اسیدی دی‌اکسیدکربن از متان می توانند کارایی بالایی داشته باشند. در این پژوهش، یک گروه پلی یورتان با قطعه سخت متشکل از هگزامتیلن دی ایزوسیانات (HDI) و 1و4 بوتان دی ال (BDO) و قطعه های نرم متفاوت شامل پلی تترامتیلن گلایکول (PTMG)، پلی اتیلن گلایکول (PEG) با وزن مولکولی 2000 گرم بر مول و نسبت هایی از PTMG:PEG سنتز شدند. نسبت مولی همه پلی یورتان های سنتز شده از دی ایزوسیانات:زنجیرگسترنده:پلی ال، 1:2:3 می باشد. خواص فیزیکی پلی یورتان ها توسط آزمون های DSC، FT-IR و XRD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمون های XRD، DSC و FT-IR نشان داد که بلورینگی و جدایش فازی قطعه نرم و سخت، با افزایش مقدار PEG در قطعه نرم، کاهش می یابد که ناشی از محدود شدن تحرک زنجیره به علت برهمکنش بیشتر قطعه های نرم و سخت می باشد. به منظور شناسایی و انتخاب بهترین ساختار پلی یورتان برای جداسازی دی اکسیدکربن از متان، غشاهای چگال از این پلیمرها به روش جدایش فازی گرمایی تهیه گردید و مورد ارزیابی تراوایی گازهای خالص نیتروژن، اکسیژن، متان و دی اکسیدکربن در فشارها و دماهای مختلف قرار گرفتند. نتایج تراوایی نشان می دهد که با افزایش مقدار گروه اتری در ساختار (مقدار PEG در قطعه نرم)، تراوایی گازها کاهش و گزینش پذیری افزایش می یابد. همچنین با افزایش مقدار گروه اتری در ساختار، پلیمر در برابر افزایش فشار از خود رفتار شیشه ای نشان می دهد و با کاهش تراوایی در فشارهای بالاتر همراه می شود. تراوایی دی اکسیدکربن و متان از 52/132 و 24/16 در پلی یورتان حاوی نسبت 0 : 100 از PTMG:PEG به 26/20 و 64/0 بارر در پلی یورتان حاوی نسبت 100 : 0 از PTMG:PEG (به عنوان قطعه نرم) کاهش می یابد و در نتیجه گزینش پذیری CO 2 /CH 4 از 16/8 به 66/31 افزایش می یابد. پس از انتخاب پلیمر مناسب، به منظور بررسی اثر نانوذرات سیلیکا بر خواص تراوایی پلی یورتان و بهبود آن، نانوذرات سیلیکا به روش سل- ژل ساخته شد و غشاهای نانوکامپوزیتی پلی یورتان/سیلیکا بر پایه پلی یورتان هایی حاوی نسبت های 0 : 100، 75 : 25 و 100 : 0 از PTMG:PEG تهیه شد. اثر نانوذرات بر ساختار و نحوه توزیع آن در پلی یورتان ها توسط آزمون های FT-IR و SEM مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بیانگر توزیع مناسب ذرات در بستر پلیمر بود. افزایش نانوذرات سیلیکا (از 0 تا 30 درصد وزنی) در پلی یورتان حاوی نسبت های 0 : 100 و 75 : 25 از PTMG:PEG، منجر به کاهش تراوایی و افزایش گزینش پذیری CO 2 /CH 4 به ترتیب از 16/8 به 34/10 و 21/14 به 85/21 شدند. در حالی که

ارتقاء امنیت وب با وف بومی